KR100467972B1 - 수직형 퍼니스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직형 퍼니스(Furnace)를 개시한다. 이에 의하면, 오토 셔터가 웨이퍼를 수납한 웨이퍼 보트의 공정 튜브 진출입을 위해 공정 튜브의 하부 개구를 개폐시키고, 오토 셔터 센싱부가 오토 셔터의 개폐 동작을 센싱한다. 보호 커버가 오토 셔터 센싱부를 하부 개구에 노출시키지 않기 위해 하부 개구를 향한 오토 셔터 센싱부의 전방부에 수직 격벽 형태로 설치된다.
따라서, 본 발명은 하부 개구가 오토 셔터에 의해 개방되더라도 공정 튜브 내의 고열이 하부 개부를 거쳐 오토 셔터 센싱부에 전달되지 못하므로 오토 셔터 센싱부를 열적 손상으로부터 보호할 수 있다.
그 결과, 본 발명은 오토 셔터 센싱부의 센싱 감도 저하와 오동작을 방지시킬 수가 있고 나아가 퍼니스에서의 공정 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 또한, 오토 셔터 센싱부의 손상된 마그네틱 센서를 새로운 마그네틱 센서로 교체하는 작업을 실시하지 않아도 좋으므로 마그네틱 센서의 교체에 따른 퍼니스의 가동율 저하와 생산성 저하를 방지할 수 있다. 그리고, 마그네틱 센서의 교체에 따른 작업 인력과 부품의 경제적 손실을 방지할 수 있다.

Description

수직형 퍼니스{Vertical Furnace}
본 발명은 수직형 퍼니스(Furnace)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정 튜브의 개방된 하부 개구를 거쳐 전달되는 고열을 차단시킴으로써 오토 셔터 센싱부의 열적 손상을 방지하도록 한 수직형 퍼니스에 관한 것이다.
일반적으로, 열처리 퍼니스는 어닐링(Annealing) 공정, 확산(Diffusion) 공정, 산화(Oxidation) 공정 및 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD) 공정과 같은 반도체 제조공정에 사용되어 왔다. 열처리 퍼니스는 수평형과 수직형으로 구분된다. 최근에는 수평형 보다 수직형 열처리 퍼니스가 많이 채용되고 있는데, 이는 수직형 퍼니스가 수평형 퍼니스에 비하여 사용 중에 파티클(Particle)을 적게 발생시키기 때문이다.
수직형 퍼니스는 파티클 발생을 줄일 수 있으므로 웨이퍼의 오염 및 웨이퍼 불량 발생 빈도를 줄일 수 있다. 또한, 수직형 퍼니스는 자동화를 구축하기 용이하며, 수직 방향으로 공정 튜브가 배치되어 있어 하부 지지대가 상대적으로 좁기 때문에 상대적으로 좁은 바닥 면적을 필요로 한다. 이러한 수직형 퍼니스는 수직 상태로 놓여진 퍼니스 안에 위치한 공정 튜브를 지지할 수 있도록 제작된다.
이러한 수직형 퍼니스에서는 여러장의 웨이퍼를 정렬 수납한 웨이퍼 카세트를 반입용 스테이지에 놓으면, 웨이퍼 캐리어가 이송용 로봇 암에 의해 이송용 스테이지로 이송된다. 이어, 이송 스테이지 상의 웨이퍼 캐리어 내의 웨이퍼가 또 다른 이송용 로봇 암에 의해 예를 들어 1장씩 로딩 영역의 웨이퍼 보트(Boat)로 이송됨으로써 웨이퍼 보트에 다단으로 수납 유지된다. 이런 상태의 웨이퍼 보트가 보트 엘리베이터의 수직 상승에 의해 고온의 공정 튜브의 개방된 입구로 들어가고 나서 공정 튜브의 개방된 입구가 보트 엘리베이터의 플랜지에 의해 닫혀진다. 이어, 공정 튜브의 내부가 저압 상태로 전환되고 공정 튜브의 내부에 미리 정해진 공정가스가 유입됨에 따라 웨이퍼의 표면이 원하는 공정으로 처리된다. 공정 처리가 완료되고 나면, 웨이퍼가 웨이퍼 보트와 함께 보트 엘리베이터의 수직 하강에 의해 공정 튜브의 입구로부터 빠져나온다. 웨이퍼 보트 내의 웨이퍼가 이송 로봇 암에 의해 예를 들어 1장씩 이송 스테이지 상의 웨이퍼 캐리어에 재이송되고, 이송 스테이지 상의 웨이퍼 캐리어가 또 다른 이송 로봇 암에 의해 반출용 스테이지로 이송된다.
종래의 수직형 퍼니스(100)의 일 예가 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다. 도 1에서 수직형 공정 튜브(11)의 측면부를 따라 히터(13)가 설치되고, 공정 튜브(11)와 히터(13)를 둘러싸도록 커버(15)가 설치되고, 공정 튜브(11)의 하부 개구(12)의 하측에 매니폴드(17)가 설치된다. 매니폴드(17)의 하측에 웨이퍼 보트(19)가 공정 튜브(11)의 하부 개구(12)를 거쳐 수직 승강할 수 있도록 설치된다.또한, 하부 개구(12)의 개폐용 오토 셔터(도시 안됨)에 지지축의 일측이 연결되고, 지지축의 타측은 왕복 이동 가능하도록 에어 실린더(도시 안됨)의 내부에 삽입 설치되고, 에어 실린더의 주변부에는 공지된 마그네틱 센서로 구성된 오토 셔터 센싱부(20)가 설치된다. 또한, 에어 실린더와 오토 셔터 센싱부(20)의 마그네틱 센서는 하부 개구(12)로부터 외측으로 소정의 거리를 두고 배치된다.
이러한 종래의 수직형 퍼니스(100)에서는 공정 튜브(11)의 하부 개구(12)의 하측에 설치된 개폐용 오토 셔터(도시 안됨)가 예를 들어 에어 실린더(도시 안됨)에 의해 개방 상태로 전환함에 따라 하부 개구(12)가 개방되고 나면, 웨이퍼(1)를 다단 수납한 웨이퍼 보트(19)가 보트 엘리베이터(도시 안됨)의 수직 상승에 의해 공정 튜브(11)의 하측에서 하부 개구(12)를 거쳐 공정 튜브(11)로 들어간다. 이때, 웨이퍼 보트(19)가 공정 튜브(11)로 완전히 들어가고 나면, 웨이퍼 보트(19)의 플랜지(19a)가 하부 개구(12)를 밀폐시켜버린다.
또한, 공정 튜브(11) 내의 웨이퍼 보트(19)가 보트 엘리베이터의 수직 하강에 의해 공정 튜브(11)의 내부에서 하부 개구(12)를 거쳐 공정 튜브(11)의 하측으로 빠져나온다. 이때, 웨이퍼 보트(19)가 공정 튜브(11)로부터 완전히 빠져나오고 나면, 상기 오토 셔터가 하부 개구(12)를 밀폐시킨다. 이는 웨이퍼(1)를 공정 처리하기에 적합한 고온 온도, 예를 들어 1100℃ 이상으로 히팅된 공정 튜브(11) 내의 고열이 개방된 하부 개구(12)를 거쳐 외부로 빠져나가는 것을 방지하기 위함이다.
그런데, 종래에는 오토 셔터 센싱부(20)가 마그네틱 센서로 구성되며 오토셔터의 개폐를 센싱하기 위해 하부 개구(12)의 주변부에 설치된다. 또한, 오토 셔터 센싱부(20)가 하부 개구(12)에 그대로 노출된다.
이로써, 하부 개구(12)가 웨이퍼 보트(19)의 진출입을 위해 개방될 때마다 공정 튜브(11) 내의 고열이 대기를 통하여 센싱부(20)에 직접 전달되므로 센싱부(20)의 온도가 170℃ 정도까지 급상승한다. 이는 센싱부(20)에 열적 손상을 끼쳐 센싱부(20)의 센싱 감도 저하와 오동작을 가져온다.
그 결과, 퍼니스(100)에서의 공정 신뢰성이 저하된다. 또한, 센싱부(20)의 열적 손상을 받은 마그네틱 센서를 새로운 마그네틱 센서로 교체하기 위해 퍼니스(100)의 가동 중단을 실시하여야 하므로 설비의 가동율 저하를 가져오고 나아가 생산성 저하를 가져온다. 또한, 마그네틱 센서의 교체에 따른 작업 인력과 부품의 경제적 손실이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 공정 튜브의 하부 개구를 거쳐 전달되는 고열을 차단함으로써 오토 셔터 센싱부의 열적 손상을 방지하도록 한 수직형 퍼니스를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 공정 신뢰성을 향상시키도록 한 수직형 퍼니스를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가동율 저하와 생산성 저하를 방지하도록 한 수직형 퍼니스를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 센싱부의 교체에 따른 경제적 손실을 저감하도록 한 수직형 퍼니스를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 수직형 퍼니스(Furnace)의 일 예를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 수직형 퍼니스를 나타낸 구성도.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수직형 퍼니스는하부 개구를 갖는 수직형 공정 튜브;상기 공정 튜브의 측면부에 설치되며, 상기 공정 튜브를 소정의 온도로 히팅시키는 히터;상기 하부 개구를 개폐시키는 오토 셔터;상기 공정 튜브의 하부 개구 외측에 설치되어, 상기 오토 셔터의 개폐를 센싱하는 오토 셔터 센싱부; 및상기 하부 개구에 노출되지 않도록 하기 위해, 상기 하부 개구를 향하여 상기 오토 셔터 센싱부의 전방부에 수직 격벽의 형태로 설치되어, 상기 하부 개구로부터의 열에 의한 손상으로부터 상기 오토 셔터 센싱부를 보호시키는 보호 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 공정 튜브의 고열이 하부 개구를 거쳐 나오더라도 보호 커버에 의해 오토 셔터 센싱부에 전달되지 못하고 차단되므로 오토 셔터 센싱부의 열적 손상을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 수직형 퍼니스를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 종래의 부분과 동일 구성 및 동일 작용의 부분에는 동일 부호를 부여한다.
도 2는 본 발명에 의한 수직형 퍼니스를 나타낸 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 수직형 퍼니스(200)는 수직형 공정 튜브(11)의 측면부를 따라 히터(13)가 설치되고, 공정 튜브(11)와 히터(13)를 둘러싸도록 커버(15)가 설치되고, 공정 튜브(11)의 하부 개구(12)의 하측에 매니폴드(17)가 설치된다. 매니폴드(17)의 하측에 웨이퍼 보트(19)가 공정 튜브(11)의 하부 개구(12)를 거쳐 수직 승강할 수 있도록 설치된다. 오토 셔터 센싱부(20)가 마그네틱 센서로 구성되며 오토 셔터의 개폐를 센싱하기 위해 하부 개구(12)의 주변부에 설치된다.
또한, 하부 개구(12)에 오토 셔터 센싱부(20)가 노출되지 않도록 보호 커버(30)가 매니폴드(17)의 하부에 설치된다. 보호 커버(30)는 도면에 도시된 바와 같이, 하부 개구(12)를 향한 오토 셔터 센싱부(20)의 전방부에만 수직 격벽으로 설치되며, 공정 개구(12)의 고열로부터 오토 셔터 센싱부(20)를 보호하는, 열 차단율이 양호한 재질, 예를 들어 반도체 장비에 통상적으로 사용되는 공지된 금속재질의 하나인 서스(SUS) 재질로 이루어진다.물론, 설명의 편의상 도면에서 도시하지 않았으나, 공정 가스 유입라인이나 배기 라인이 퍼니스(200)에 설치되고, 하부 개구(12)의 개폐용 오토 셔터(도시 안됨)에 지지축의 일측이 연결되고, 지지축의 타측은 왕복 이동 가능하도록 에어 실린더의 내부에 삽입 설치되고, 에어 실린더의 주변부에는 공지된 마그네틱 센서로 구성된 오토 셔터 센싱부(20)가 설치됨은 자명한 사실이다. 또한, 에어 실린더와 오토 셔터 센싱부(20)의 마그네틱 센서가 하부 개구(12)로부터 외측으로 소정의 거리를 두고 배치되며, 보호 커버(30)의 외측 부분은 종래와 마찬가지로, 개방된 빈공간이므로 오토 셔터, 지지축은 하부 개구(12)의 개폐를 위한 에어 실린더의 구동에 의해 보호 커버(30) 외측의 개방된 빈공간을 거쳐 왕복 이동한다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 수직형 퍼니스(200)에서는 공정 튜브(11)의 하부 개구(12)의 하측에 설치된 개폐용 오토 셔터(도시 안됨)가 예를 들어 에어 실린더(도시 안됨)에 의해 개방 상태로 전환함에 따라 하부 개구(12)가 개방되고 나면, 웨이퍼(1)를 다단 수납한 웨이퍼 보트(19)가 보트 엘리베이터(도시 안됨)의 수직 상승에 의해 공정 튜브(11)의 하측에서 하부 개구(12)를 거쳐 공정 튜브(11)로 들어간다. 이때, 웨이퍼 보트(19)가 공정 튜브(11)로 완전히 들어가고 나면, 웨이퍼 보트(19)의 플랜지(19a)가 하부 개구(12)를 밀폐시켜버린다.
또한, 공정 튜브(11)에서 공정 처리가 완료되고 나면, 공정 튜브(11) 내의웨이퍼 보트(19)가 보트 엘리베이터의 수직 하강에 의해 공정 튜브(11)의 내부에서 하부 개구(12)를 거쳐 공정 튜브(11)의 하측으로 빠져나온다.
이때, 웨이퍼 보트(19)가 공정 튜브(11)로부터 완전히 빠져나오고 나면, 상기 오토 셔터가 하부 개구(12)를 밀폐시킨다. 이는 웨이퍼(1)를 공정 처리하기에 적합한 고온 온도, 예를 들어 1100℃ 이상으로 히팅된 공정 튜브(11) 내의 고열이 개방된 하부 개구(12)를 거쳐 외부로 빠져나가는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 웨이퍼 보트(19)의 진출입을 위해 상기 오토 셔터가 개방될 때마다 공정 튜브(11) 내의 고열 일부가 개방된 하부 개구(12)를 거쳐 오토 셔터 센싱부(20)를 향해 빠져나가는데, 종래에는 오토 셔터 센싱부(20)가 열적 손상을 받았다.
그러나, 본 발명의 보호 커버(30)는 오토 셔터 센싱부(20)를 하부 개구(12)에 직접 노출시키지 않으므로 공정 튜브(11) 내의 고열이 오토 셔터 센싱부(20)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
따라서, 본 발명은 오토 셔터가 개방되더라도 오토 셔터 센싱부(20)를 보호 커버(30)에 의해 공정 튜브(11) 내의 고열로 인한 열적 손상으로부터 보호할 수 있다.
그 결과, 본 발명은 오토 셔터 센싱부(20)의 센싱 감도 저하와 오동작을 방지시킬 수가 있고, 퍼니스(100)에서의 공정 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 또한, 오토 셔터 센싱부(20)의 손상된 마그네틱 센서를 새로운 마그네틱 센서로 교체하는 작업을 실시하지 않아도 좋으므로 마그네틱 센서의 교체에 따른 퍼니스(200)의 가동율 저하와 생산성 저하를 방지할 수 있다. 그리고, 마그네틱 센서의 교체에 따른작업 인력과 부품의 경제적 손실이 방지된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 수직형 퍼니스에서는 오토 셔터가 웨이퍼를 수납한 웨이퍼 보트의 공정 튜브 진출입을 위해 공정 튜브의 하부 개구를 개폐시키고, 오토 셔터 센싱부가 오토 셔터의 개폐 동작을 센싱한다. 보호 커버가 오토 셔터 센싱부를 하부 개구에 노출시키지 않기 위해 하부 개구를 향한 오토 셔터 센싱부의 전방부에 수직 격벽 형태로 설치된다.
따라서, 본 발명은 하부 개구가 오토 셔터에 의해 개방되더라도 공정 튜브 내의 고열이 하부 개부를 거쳐 오토 셔터 센싱부에 전달되지 못하므로 오토 셔터 센싱부를 열적 손상으로부터 보호할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 오토 셔터 센싱부의 센싱 감도 저하와 오동작을 방지시킬 수가 있고 나아가 퍼니스에서의 공정 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
또한, 오토 셔터 센싱부의 손상된 마그네틱 센서를 새로운 마그네틱 센서로 교체하는 작업을 실시하지 않아도 좋으므로 마그네틱 센서의 교체에 따른 퍼니스의 가동율 저하와 생산성 저하를 방지할 수 있다. 그리고, 마그네틱 센서의 교체에 따른 작업 인력과 부품의 경제적 손실을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

Claims (2)

  1. 하부 개구를 갖는 수직형 공정 튜브;
    상기 공정 튜브의 측면부에 설치되며, 상기 공정 튜브를 소정의 온도로 히팅시키는 히터;
    상기 하부 개구를 개폐시키는 오토 셔터;
    상기 공정 튜브의 하부 개구 외측에 설치되어, 상기 오토 셔터의 개폐를 센싱하는 오토 셔터 센싱부; 및
    상기 하부 개구에 노출되지 않도록 하기 위해, 상기 하부 개구를 향하여 상기 오토 셔터 센싱부의 전방부에 수직 격벽의 형태로 설치되어, 상기 하부 개구로부터의 열에 의한 손상으로부터 상기 오토 셔터 센싱부를 보호시키는 보호 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 퍼니스.
  2. 삭제
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